CN1787179A - 一种提高cmp设备使用效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明有关一种提高CMP设备使用效率的方法,首先使用Pilot片测定原研磨速率;接着根据Pilot研磨速率和制品的研磨量算得的研磨时间进行制品作业;然后利用MTE测定制品的残膜厚度,并将数据通过FCT传送至M/C,M/C计算出本制品作业时的研磨速率,更新原有速率值;次之,CMP设备控制PC从主机得到下一制品的研磨条件,且MTE可以测定出下一制品的前膜厚度值,并传送至M/C;M/C根据最新研磨速率计算出下一制品的研磨时间并传送至CMP设备控制PC;最后,CMP设备控制PC控制CMP设备进行制品研磨。由于上述方法不需要多次通过Pilot计算研磨速率,提高了CMP设备的使用效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高半导体器件制作工艺的方法,尤其是涉及一种提高CMP(化学机械抛光)设备使用效率的方法。
背景技术
在半导体制造中,随着多层布线的出现,导致了硅片表面出现了较大的段差,凹凸不平,造成了金属配线不良及之后光刻对焦的困难。为了解决这一问题,引入了CMP工艺。它通过化学反应和机械研磨抛光的作用,使硅片表面图形趋于平坦化。
在CMP工序时,需要通过制品的前膜厚度,目标厚度和设备当时的研磨速率来计算该制品在CMP所需要的研磨时间。即:研磨时间=(前膜厚度-目标厚度)/研磨速率。但是随着CMP设备耗材的使用,它们的性能会不断改变,导致了设备的研磨速率不断地变化,也就是说制品研磨时间也应该是不断变化的。为了保证制品的正常作业,必须频繁地在制品Lot(一盒硅片)间***速率检硅片(Pilot),来监控设备的研磨速率。通常每做4~8个制品Lot,就需要做一次速率检Pilot,而且在Pilot结果出来前的这段时间,设备只能处于等待状态,这样大大影响了设备的使用效率。
如图1所示,一个CMP设备研磨***包括主机,与主机相连的CT(设备Online通信终端)及FCT(设备online通信终端),在CT上具有CMP设备控制PC,该CMP设备控制PC上进一步连接有CMP设备,而FCT上连接有MTE(膜厚度测定器),上述FCT与CMP设备控制PC通过M/C(Recipe指示***)相连接。上述M/C的主要功能是:根据研磨速率检硅片(Pilot)的前膜、残膜厚度和研磨时间,计算出CMP设备的研磨速率,并利用该速率值和之后待处理的制品研磨量来自动计算CMP所需研磨时间。最后将时间指令发送给设备控制PC,由它来完成实际对CMP研磨时间的控制。M/C通过FCT得到硅片的膜厚值,通过CMP设备控制PC得到待作业制品的研磨条件,及实际作业的情况(Mapping data,有无故障,设备累计作业枚数等)。
上述CMP设备作业过程具体为:
首先进行研磨速率的测定(Pilot Rate Check)
1)使用MTE测定Pilot硅片的前膜厚度,结果经FCT传送至M/C。
2)Pilot投入CMP设备,设备控制PC从主机得到研磨条件。
3)M/C从设备控制PC得到研磨条件,找到对应的研磨时间,将研磨时间指令发送给CMP设备控制PC。
4)CMP设备按照设备控制PC的时间指令开始研磨。研磨结束后将终了报告发送给主机。M/C通过CMP设备控制PC得到硅片作业终了报告数据。
5)测定Pilot硅片的残膜厚度,结果经FCT传送至M/C。
6)M/C根据前膜、残膜厚度和研磨时间,计算出设备的研磨速率。结果OK,则可以进行制品作业。
接着进行制品的作业
1)通过MTE测定制品的前膜厚度,结果经FCT传送至M/C。
2)制品投入CMP设备,设备控制PC从主机得到研磨条件。
3)M/C从设备控制PC得到研磨条件,根据前膜厚度或研磨量和研磨速率计算出研磨时间。并将研磨时间指令发送到设备控制PC。目标厚度或研磨量都是根据各制品的研磨条件转换而来。
4)CMP设备按照设备控制PC的时间指令开始研磨。研磨结束后将终了报告发送给主机。M/C通过CMP设备控制PC得到硅片作业终了报告数据。
5)测定制品的残膜。
通过上述方法可以进行有效地研磨作业,然而由于原有的作业方法需要不断地在制品间***Pi1ot,导致了设备有超过15%的时间浪费在非制品的作业上。不能完全的发挥CMP设备的使用效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高CMP设备使用效率的方法,其可以减少了设备Pilot的频率,在降低成本的同时,提高了设备的运转时间。
本发明的目的是这样实现的:一种提高CMP设备使用效率的方法,CMP设备研磨***包括主机,与主机相连的CT及FCT,在CT上具有CMP设备控制PC,该CMP设备控制PC上进一步连接有CMP设备,而FCT上连接有MTE,上述FCT与CMP设备控制PC通过M/C相连接,其特征在于:
第一步,使用Pilot片测定原研磨速率;
第二步,利用MTE测定制品的前膜厚度,从主机得到研磨条件转换为相应的研磨量;
第三步,根据Pi1ot研磨速率和制品的研磨量算得的研磨时间进行制品作业;
第四步,利用MTE测定制品的残膜厚度,并将数据通过FCT传送至M/C;
第五步,M/C计算出本制品作业时的研磨速率,更新原有速率值,
其中K为系数,需要在具体制品中优化;
第六步,M/C根据下一制品的前膜值和新研磨速率,计算出研磨时间,并将时间指令发送至CMP设备控制PC;
第七步,CMP设备控制PC控制CMP设备进行下一制品研磨。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:减少了设备Pi1ot的频率,在降低成本的同时,提高了设备的运转时间。
附图说明
图1为本发明的CMP设备研磨***的结构图。
图2为本发明提高CMP设备研磨速率的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
请参阅图1所示,CMP设备研磨***包括主机1,与主机1相连的CT2(设备Online通信终端)及FCT3(设备online通信终端),在CT2上具有CMP设备控制PC4,该CMP设备控制PC4上进一步连接有CMP设备5,而FCT3上连接有MTE6(膜厚度测定器),上述FCT3与CMP设备控制PC4通过M/C7(Recipe指示***)相连接。上述M/C7的主要功能是:根据研磨速率检硅片(Pilot)的前膜、残膜厚度和研磨时间,计算出CMP设备5的研磨速率,并利用该速率值和之后待处理的制品研磨量来自动计算CMP设备5所需研磨时间。最后将时间指令发送给设备控制PC4,由它来完成实际对CMP研磨时间的控制。M/C7通过FCT3得到硅片的膜厚值,通过CMP设备控制PC4得到待作业制品的研磨条件,及实际作业的情况(Mapping data,有无故障,设备累计作业枚数等)。
请参阅图2所示,本发明提高CMP设备使用效率的作业流程具体为:
首先使用Pilot进行研磨速率的计算(Pilot Rate Check)
1)使用MTE6测定Pilot硅片的前膜厚度,结果经FCT3传送至M/C7。
2)Pilot投入CMP设备5,设备控制PC4从主机1得到研磨条件。
3)M/C7从设备控制PC4得到研磨条件,找到对应的研磨时间,将研磨时间指令发送给CMP设备控制PC4。
4)CMP设备5按照设备控制PC4的时间指令开始研磨。研磨结束后将终了报告发送给主机1。M/C7通过CMP设备控制PC4得到硅片作业终了报告数据。
5)测定Pilot硅片的残膜厚度,结果经FCT3传送至M/C7。
6)M/C7根据前膜、残膜厚度和研磨时间,计算出设备的研磨速率。结果OK,则可以进行制品作业。
接着根据上述研磨时间进行制品的作业
1)通过MTE6测定制品的前膜厚度,结果经FCT3传送至M/C7。
2)制品投入CMP设备5,设备控制PC4从主机1得到研磨条件。
3)M/C7从设备控制PC4得到研磨条件,根据前膜厚度或研磨量和研磨速率计算出研磨时间。并将研磨时间指令发送到设备控制PC4。目标厚度或研磨量都是根据各制品的研磨条件转换而来。
4)CMP设备5按照设备控制PC4的时间指令开始研磨。研磨结束后将终了报告发送给主机1。M/C7通过CMP设备控制PC4得到硅片作业终了报告数据。
5)MTE6测定制品的残膜,并将数据通过FCT传送至M/C。
第三步,M/C7计算出本制品作业时的研磨速率,并更新原有速率值
其中K为系数,需要在具体制品中优化;
因为各制品的研磨速率都不相同,所以通过k系数来调整制品与速率检硅片的实际偏差。若制品速率波动大于Pilot硅片的研磨速率波动,则k值大于1,若制品速率波动小于Pilot硅片的研磨速率波动,则取小于1的k值。k值需在具体的制品作业过程中优化。
在本实施例中,制品A的前膜值为15000,残膜规格中心值为8000,原研磨速率为4000/Min,该制品的k值为0.95,实际测得残膜厚度为8200;
由于速率偏慢,导致了制品残膜的偏厚,计算结果正是说明了这一倾向
第四步,M/C根据下一制品的前膜值和新研磨速率,计算出研磨时间,并将时间指令发送至CMP设备控制PC;
第五步,CMD设备控制DC4控制CMD设备5进行下一制品研磨。
在此之后,测定该制品的残膜厚度,由M/C算出新速率并更新,以进行更下一次的制品作业。
综上所述,本发明完成了发明人的发明目的,减少了设备Pilot的频率,在降低成本的同时,提高了设备的运转时间。
Claims (1)
1.一种提高CMP设备使用效率的方法,CMP设备研磨***包括主机,与主机相连的CT及FCT,在CT上具有CMP设备控制PC,该CMP设备控制PC上进一步连接有CMP设备,而FCT上连接有MTE,上述FCT与CMP设备控制PC通过M/C相连接,其特征在于:
第一步,使用Pilot片测定原研磨速率;
第二步,利用MTE测定制品的前膜厚度,从主机得到研磨条件转换为相应的研磨量;
第三步,根据Pilot研磨速率和制品的研磨量算得的研磨时间进行制品作业;
第四步,利用MTE测定制品的残膜厚度,并将数据通过FCT传送至M/C;
第五步,M/C计算出本制品作业时的研磨速率,更新原有速率值,
其中K为系数,需要在具体制品中优化;
第六步,M/C根据下一制品的前膜值和新研磨速率,计算出研磨时间,并将时间指令发送至CMP设备控制PC;
第七步,CMP设备控制PC控制CMP设备进行下一制品研磨。
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